lib/CodeGen/BasicTargetTransformInfo.cpp

   1 //===- BasicTargetTransformInfo.cpp - Basic target-independent TTI impl ---===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 /// \file
  10 /// This file provides the implementation of a basic TargetTransformInfo pass
  11 /// predicated on the target abstractions present in the target independent
  12 /// code generator. It uses these (primarily TargetLowering) to model as much
  13 /// of the TTI query interface as possible. It is included by most targets so
  14 /// that they can specialize only a small subset of the query space.
  15 ///
  16 //===----------------------------------------------------------------------===//
  17
  18 #define DEBUG_TYPE "basictti"
  19 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
  20 #include "llvm/Analysis/TargetTransformInfo.h"
  21 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
  22 #include <utility>
  23
  24 using namespace llvm;
  25
  26 namespace {
  27
  28 class BasicTTI : public ImmutablePass, public TargetTransformInfo {
  29   const TargetLoweringBase *TLI;
  30
  31   /// Estimate the overhead of scalarizing an instruction. Insert and Extract
  32   /// are set if the result needs to be inserted and/or extracted from vectors.
  33   unsigned getScalarizationOverhead(Type *Ty, bool Insert, bool Extract) const;
  34
  35 public:
  36   BasicTTI() : ImmutablePass(ID), TLI(0) {
  37     llvm_unreachable("This pass cannot be directly constructed");
  38   }
  39
  40   BasicTTI(const TargetLoweringBase *TLI) : ImmutablePass(ID), TLI(TLI) {
  41     initializeBasicTTIPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
  42   }
  43
  44   virtual void initializePass() {
  45     pushTTIStack(this);
  46   }
  47
  48   virtual void finalizePass() {
  49     popTTIStack();
  50   }
  51
  52   virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
  53     TargetTransformInfo::getAnalysisUsage(AU);
  54   }
  55
  56   /// Pass identification.
  57   static char ID;
  58
  59   /// Provide necessary pointer adjustments for the two base classes.
  60   virtual void *getAdjustedAnalysisPointer(const void *ID) {
  61     if (ID == &TargetTransformInfo::ID)
  62       return (TargetTransformInfo*)this;
  63     return this;
  64   }
  65
  66   /// \name Scalar TTI Implementations
  67   /// @{
  68
  69   virtual bool isLegalAddImmediate(int64_t imm) const;
  70   virtual bool isLegalICmpImmediate(int64_t imm) const;
  71   virtual bool isLegalAddressingMode(Type *Ty, GlobalValue *BaseGV,
  72                                      int64_t BaseOffset, bool HasBaseReg,
  73                                      int64_t Scale) const;
  74   virtual bool isTruncateFree(Type *Ty1, Type *Ty2) const;
  75   virtual bool isTypeLegal(Type *Ty) const;
  76   virtual unsigned getJumpBufAlignment() const;
  77   virtual unsigned getJumpBufSize() const;
  78   virtual bool shouldBuildLookupTables() const;
  79
  80   /// @}
  81
  82   /// \name Vector TTI Implementations
  83   /// @{
  84
  85   virtual unsigned getNumberOfRegisters(bool Vector) const;
  86   virtual unsigned getMaximumUnrollFactor() const;
  87   virtual unsigned getRegisterBitWidth(bool Vector) const;
  88   virtual unsigned getArithmeticInstrCost(unsigned Opcode, Type *Ty) const;
  89   virtual unsigned getShuffleCost(ShuffleKind Kind, Type *Tp,
  90                                   int Index, Type *SubTp) const;
  91   virtual unsigned getCastInstrCost(unsigned Opcode, Type *Dst,
  92                                     Type *Src) const;
  93   virtual unsigned getCFInstrCost(unsigned Opcode) const;
  94   virtual unsigned getCmpSelInstrCost(unsigned Opcode, Type *ValTy,
  95                                       Type *CondTy) const;
  96   virtual unsigned getVectorInstrCost(unsigned Opcode, Type *Val,
  97                                       unsigned Index) const;
  98   virtual unsigned getMemoryOpCost(unsigned Opcode, Type *Src,
  99                                    unsigned Alignment,
 100                                    unsigned AddressSpace) const;
 101   virtual unsigned getIntrinsicInstrCost(Intrinsic::ID, Type *RetTy,
 102                                          ArrayRef<Type*> Tys) const;
 103   virtual unsigned getNumberOfParts(Type *Tp) const;
 104
 105   /// @}
 106 };
 107
 108 }
 109
 110 INITIALIZE_AG_PASS(BasicTTI, TargetTransformInfo, "basictti",
 111                    "Target independent code generator's TTI", true, true, false)
 112 char BasicTTI::ID = 0;
 113
 114 ImmutablePass *
 115 llvm::createBasicTargetTransformInfoPass(const TargetLoweringBase *TLI) {
 116   return new BasicTTI(TLI);
 117 }
 118
 119
 120 bool BasicTTI::isLegalAddImmediate(int64_t imm) const {
 121   return TLI->isLegalAddImmediate(imm);
 122 }
 123
 124 bool BasicTTI::isLegalICmpImmediate(int64_t imm) const {
 125   return TLI->isLegalICmpImmediate(imm);
 126 }
 127
 128 bool BasicTTI::isLegalAddressingMode(Type *Ty, GlobalValue *BaseGV,
 129                                      int64_t BaseOffset, bool HasBaseReg,
 130                                      int64_t Scale) const {
 131   TargetLoweringBase::AddrMode AM;
 132   AM.BaseGV = BaseGV;
 133   AM.BaseOffs = BaseOffset;
 134   AM.HasBaseReg = HasBaseReg;
 135   AM.Scale = Scale;
 136   return TLI->isLegalAddressingMode(AM, Ty);
 137 }
 138
 139 bool BasicTTI::isTruncateFree(Type *Ty1, Type *Ty2) const {
 140   return TLI->isTruncateFree(Ty1, Ty2);
 141 }
 142
 143 bool BasicTTI::isTypeLegal(Type *Ty) const {
 144   EVT T = TLI->getValueType(Ty);
 145   return TLI->isTypeLegal(T);
 146 }
 147
 148 unsigned BasicTTI::getJumpBufAlignment() const {
 149   return TLI->getJumpBufAlignment();
 150 }
 151
 152 unsigned BasicTTI::getJumpBufSize() const {
 153   return TLI->getJumpBufSize();
 154 }
 155
 156 bool BasicTTI::shouldBuildLookupTables() const {
 157   return TLI->supportJumpTables() &&
 158       (TLI->isOperationLegalOrCustom(ISD::BR_JT, MVT::Other) ||
 159        TLI->isOperationLegalOrCustom(ISD::BRIND, MVT::Other));
 160 }
 161
 162 //===----------------------------------------------------------------------===//
 163 //
 164 // Calls used by the vectorizers.
 165 //
 166 //===----------------------------------------------------------------------===//
 167
 168 unsigned BasicTTI::getScalarizationOverhead(Type *Ty, bool Insert,
 169                                             bool Extract) const {
 170   assert (Ty->isVectorTy() && "Can only scalarize vectors");
 171   unsigned Cost = 0;
 172
 173   for (int i = 0, e = Ty->getVectorNumElements(); i < e; ++i) {
 174     if (Insert)
 175       Cost += TopTTI->getVectorInstrCost(Instruction::InsertElement, Ty, i);
 176     if (Extract)
 177       Cost += TopTTI->getVectorInstrCost(Instruction::ExtractElement, Ty, i);
 178   }
 179
 180   return Cost;
 181 }
 182
 183 unsigned BasicTTI::getNumberOfRegisters(bool Vector) const {
 184   return 1;
 185 }
 186
 187 unsigned BasicTTI::getRegisterBitWidth(bool Vector) const {
 188   return 32;
 189 }
 190
 191 unsigned BasicTTI::getMaximumUnrollFactor() const {
 192   return 1;
 193 }
 194
 195 unsigned BasicTTI::getArithmeticInstrCost(unsigned Opcode, Type *Ty) const {
 196   // Check if any of the operands are vector operands.
 197   int ISD = TLI->InstructionOpcodeToISD(Opcode);
 198   assert(ISD && "Invalid opcode");
 199
 200   std::pair<unsigned, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(Ty);
 201
 202   if (TLI->isOperationLegalOrPromote(ISD, LT.second)) {
 203     // The operation is legal. Assume it costs 1.
 204     // If the type is split to multiple registers, assume that thre is some
 205     // overhead to this.
 206     // TODO: Once we have extract/insert subvector cost we need to use them.
 207     if (LT.first > 1)
 208       return LT.first * 2;
 209     return LT.first * 1;
 210   }
 211
 212   if (!TLI->isOperationExpand(ISD, LT.second)) {
 213     // If the operation is custom lowered then assume
 214     // thare the code is twice as expensive.
 215     return LT.first * 2;
 216   }
 217
 218   // Else, assume that we need to scalarize this op.
 219   if (Ty->isVectorTy()) {
 220     unsigned Num = Ty->getVectorNumElements();
 221     unsigned Cost = TopTTI->getArithmeticInstrCost(Opcode, Ty->getScalarType());
 222     // return the cost of multiple scalar invocation plus the cost of inserting
 223     // and extracting the values.
 224     return getScalarizationOverhead(Ty, true, true) + Num * Cost;
 225   }
 226
 227   // We don't know anything about this scalar instruction.
 228   return 1;
 229 }
 230
 231 unsigned BasicTTI::getShuffleCost(ShuffleKind Kind, Type *Tp, int Index,
 232                                   Type *SubTp) const {
 233   return 1;
 234 }
 235
 236 unsigned BasicTTI::getCastInstrCost(unsigned Opcode, Type *Dst,
 237                                     Type *Src) const {
 238   int ISD = TLI->InstructionOpcodeToISD(Opcode);
 239   assert(ISD && "Invalid opcode");
 240
 241   std::pair<unsigned, MVT> SrcLT = TLI->getTypeLegalizationCost(Src);
 242   std::pair<unsigned, MVT> DstLT = TLI->getTypeLegalizationCost(Dst);
 243
 244   // Check for NOOP conversions.
 245   if (SrcLT.first == DstLT.first &&
 246       SrcLT.second.getSizeInBits() == DstLT.second.getSizeInBits()) {
 247
 248       // Bitcast between types that are legalized to the same type are free.
 249       if (Opcode == Instruction::BitCast || Opcode == Instruction::Trunc)
 250         return 0;
 251   }
 252
 253   if (Opcode == Instruction::Trunc &&
 254       TLI->isTruncateFree(SrcLT.second, DstLT.second))
 255     return 0;
 256
 257   if (Opcode == Instruction::ZExt &&
 258       TLI->isZExtFree(SrcLT.second, DstLT.second))
 259     return 0;
 260
 261   // If the cast is marked as legal (or promote) then assume low cost.
 262   if (TLI->isOperationLegalOrPromote(ISD, DstLT.second))
 263     return 1;
 264
 265   // Handle scalar conversions.
 266   if (!Src->isVectorTy() && !Dst->isVectorTy()) {
 267
 268     // Scalar bitcasts are usually free.
 269     if (Opcode == Instruction::BitCast)
 270       return 0;
 271
 272     // Just check the op cost. If the operation is legal then assume it costs 1.
 273     if (!TLI->isOperationExpand(ISD, DstLT.second))
 274       return  1;
 275
 276     // Assume that illegal scalar instruction are expensive.
 277     return 4;
 278   }
 279
 280   // Check vector-to-vector casts.
 281   if (Dst->isVectorTy() && Src->isVectorTy()) {
 282
 283     // If the cast is between same-sized registers, then the check is simple.
 284     if (SrcLT.first == DstLT.first &&
 285         SrcLT.second.getSizeInBits() == DstLT.second.getSizeInBits()) {
 286
 287       // Assume that Zext is done using AND.
 288       if (Opcode == Instruction::ZExt)
 289         return 1;
 290
 291       // Assume that sext is done using SHL and SRA.
 292       if (Opcode == Instruction::SExt)
 293         return 2;
 294
 295       // Just check the op cost. If the operation is legal then assume it costs
 296       // 1 and multiply by the type-legalization overhead.
 297       if (!TLI->isOperationExpand(ISD, DstLT.second))
 298         return SrcLT.first * 1;
 299     }
 300
 301     // If we are converting vectors and the operation is illegal, or
 302     // if the vectors are legalized to different types, estimate the
 303     // scalarization costs.
 304     unsigned Num = Dst->getVectorNumElements();
 305     unsigned Cost = TopTTI->getCastInstrCost(Opcode, Dst->getScalarType(),
 306                                              Src->getScalarType());
 307
 308     // Return the cost of multiple scalar invocation plus the cost of
 309     // inserting and extracting the values.
 310     return getScalarizationOverhead(Dst, true, true) + Num * Cost;
 311   }
 312
 313   // We already handled vector-to-vector and scalar-to-scalar conversions. This
 314   // is where we handle bitcast between vectors and scalars. We need to assume
 315   //  that the conversion is scalarized in one way or another.
 316   if (Opcode == Instruction::BitCast)
 317     // Illegal bitcasts are done by storing and loading from a stack slot.
 318     return (Src->isVectorTy()? getScalarizationOverhead(Src, false, true):0) +
 319            (Dst->isVectorTy()? getScalarizationOverhead(Dst, true, false):0);
 320
 321   llvm_unreachable("Unhandled cast");
 322  }
 323
 324 unsigned BasicTTI::getCFInstrCost(unsigned Opcode) const {
 325   // Branches are assumed to be predicted.
 326   return 0;
 327 }
 328
 329 unsigned BasicTTI::getCmpSelInstrCost(unsigned Opcode, Type *ValTy,
 330                                       Type *CondTy) const {
 331   int ISD = TLI->InstructionOpcodeToISD(Opcode);
 332   assert(ISD && "Invalid opcode");
 333
 334   // Selects on vectors are actually vector selects.
 335   if (ISD == ISD::SELECT) {
 336     assert(CondTy && "CondTy must exist");
 337     if (CondTy->isVectorTy())
 338       ISD = ISD::VSELECT;
 339   }
 340
 341   std::pair<unsigned, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(ValTy);
 342
 343   if (!TLI->isOperationExpand(ISD, LT.second)) {
 344     // The operation is legal. Assume it costs 1. Multiply
 345     // by the type-legalization overhead.
 346     return LT.first * 1;
 347   }
 348
 349   // Otherwise, assume that the cast is scalarized.
 350   if (ValTy->isVectorTy()) {
 351     unsigned Num = ValTy->getVectorNumElements();
 352     if (CondTy)
 353       CondTy = CondTy->getScalarType();
 354     unsigned Cost = TopTTI->getCmpSelInstrCost(Opcode, ValTy->getScalarType(),
 355                                                CondTy);
 356
 357     // Return the cost of multiple scalar invocation plus the cost of inserting
 358     // and extracting the values.
 359     return getScalarizationOverhead(ValTy, true, false) + Num * Cost;
 360   }
 361
 362   // Unknown scalar opcode.
 363   return 1;
 364 }
 365
 366 unsigned BasicTTI::getVectorInstrCost(unsigned Opcode, Type *Val,
 367                                       unsigned Index) const {
 368   return 1;
 369 }
 370
 371 unsigned BasicTTI::getMemoryOpCost(unsigned Opcode, Type *Src,
 372                                    unsigned Alignment,
 373                                    unsigned AddressSpace) const {
 374   assert(!Src->isVoidTy() && "Invalid type");
 375   std::pair<unsigned, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(Src);
 376
 377   // Assume that all loads of legal types cost 1.
 378   return LT.first;
 379 }
 380
 381 unsigned BasicTTI::getIntrinsicInstrCost(Intrinsic::ID, Type *RetTy,
 382                                          ArrayRef<Type *> Tys) const {
 383   // assume that we need to scalarize this intrinsic.
 384   unsigned ScalarizationCost = 0;
 385   unsigned ScalarCalls = 1;
 386   if (RetTy->isVectorTy()) {
 387     ScalarizationCost = getScalarizationOverhead(RetTy, true, false);
 388     ScalarCalls = std::max(ScalarCalls, RetTy->getVectorNumElements());
 389   }
 390   for (unsigned i = 0, ie = Tys.size(); i != ie; ++i) {
 391     if (Tys[i]->isVectorTy()) {
 392       ScalarizationCost += getScalarizationOverhead(Tys[i], false, true);
 393       ScalarCalls = std::max(ScalarCalls, RetTy->getVectorNumElements());
 394     }
 395   }
 396   return ScalarCalls + ScalarizationCost;
 397 }
 398
 399 unsigned BasicTTI::getNumberOfParts(Type *Tp) const {
 400   std::pair<unsigned, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(Tp);
 401   return LT.first;
 402 }